电动钻机简介

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1、 第十章第十章 电驱动钻机简介电驱动钻机简介ZJ70/4500DB系列钻机简介 ZJ70/4500DB系列钻机是目前国内最先进的7000m级深井交流变频单轴齿轮绞车钻机，由宝鸡石油机械有限责任公司按SY/T5609石油钻机型式与基本参数标准及有关API规范的要求设计制造，可满足深井石油及天然气井的勘探和开发需要。在使用本钻机以前，参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须仔细阅读本钻机配套的全部说明书和相关技术资料，了解并熟悉所有的细节，此外还要具备相应的安全操作知识和技能，操作时必须配备相应的安全防护设备，所有的活动应符合HSE（健康、安全、环保）的要求。全部的管理工作和具体操作还应按照本

2、系统、本单位的相关的规章制度的要求执行。一、用途及特点 ZJ70/4500DB6钻机是为满足油田深井勘探开发和出国承包钻井的要求而新设计开发的一种AC-DC-AC交流变频电传动全数字控制钻机。该钻机的总体设计广泛征求了油田用户意见并参照了国内外电驱动钻机的优点。钻机基本参数符合SY/T5609标准,主要配套部件符合API规范，能满足钻井新工艺的要求，技术性能和可靠性达到国际90年代末的先进水平,该钻机还可配置顶部驱动钻井装置。ZJ70/4500DB6钻机技术和结构特点 1采用先进的全数字化交流变频控制技术，通过电传动系统PLC和触摸屏及气、电、液、钻井仪表参数的一体化设计，实现钻机智能化司钻控

3、制。2钻机采用宽频大功率交流变频电机驱动,完全实现了绞车、转盘、泥浆泵的全程调速。3钻机绞车为单轴齿轮传动，一档无级调速，机械传动简单、可靠。主刹车采用液压盘式刹车，辅助刹车采用电机能耗制动，并能通过计算机定量控制制动扭矩。4绞车采用独立电机自动送钻控制技术，实现自动送钻,对起下钻工况和钻井工况进行实时监控。5首次采用ASI模块实现MCC的保护和监控。二、钻机总体布置与传动简介 1ZJ70/4500DB6 钻机采用AC-DC-AC驱动方式，由4台1310kW柴油发电机组作为主动力，发出的50Hz，600V 交流电经VFD变频单元后变为0140Hz、0600V的交流电分别驱动绞车、转盘和泥浆泵的

4、交流变频电动机。绞车由2台电动机驱动，转盘由1台电动机驱动，3台泥浆泵各由1台电动机驱动。控制采用一对一方式，即一套VFD柜控制1台交流变频电动机。本钻机共配有7套VFD柜，其中一套用于自动送钻装置变频电机控制。2前开口井架，旋升式底座，利用绞车动力起升,井架和所有台面设备均低位安装。3绞车主刹车为液压盘式刹车,辅助刹车为主电机能耗制动（由自动制动单元实现）。4钻机布置满足防爆、安全、钻井工程及设备安装、拆卸、维修方便的要求。5钻机布局分五个区域：钻台区、泵房区、动力及控制区、固控区、油罐区。*钻台区:：即主机部分。包括井架、底座、绞车、转盘、游吊系统、司钻偏房、井口机械化工具、钻井仪表、风动

5、绞车、液压提升机、猫道及排管架、绞车冷却水箱等。*泵房区：布置有3台F-1600泥浆泵组、钻井液管汇等。*动力及控制区：包括4台柴油发电机组，VFD(MCC)房及电缆架,气源净化设备及辅助发电机组。*油罐区:包括115m3柴油罐和15m3三品油罐。*固控区：由泥浆罐、净化设备、泥浆处理房、100m3套装水箱等组成。各区域之间油、气、水、电等连接管线铺设在管线槽内，管线槽采用折叠式，内装电缆线和上钻台管线，可实现搬家不拆电缆和管线,折叠整体运输。上钻台管线槽可随钻机起升 三、钻机主机部件及配套系统 1JC-70DB2绞车 绞车是钻机的核心部件。绞车在石油钻井过程中，不仅担负着起下钻具、下套管、控

6、制钻压、处理事故、提取岩芯筒、试油等各项作业，而且还担负着井架及底座起放任务。JC70DB2绞车是一种新型交流变频控制的单轴齿轮绞车，它主要由交流变频电动机、减速箱、液压盘刹、滚筒轴、绞车架、自动送钻装置、空气系统、润滑系统等单元部件组成，1JC-70DB2绞车 绞车是钻机的核心部件。绞车在石油钻井过程中，不仅担负着起下钻具、下套管、控制钻压、处理事故、提取岩芯筒、试油等各项作业，而且还担负着井架及底座起放任务。JC70DB2绞车是一种新型交流变频控制的单轴齿轮绞车，它主要由交流变频电动机、减速箱、液压盘刹、滚筒轴、绞车架、自动送钻装置、空气系统、润滑系统等单元部件组成，JC-70DB2绞车具

7、有如下特点：（1）绞车为单滚筒轴结构，滚筒为开槽式，绞车整体体积小，重量轻。（2)绞车动力由两台功率800kW、转速2800r/min、YJ13型交流变频电机驱动，功率大，变频调速范围宽。（3)绞车只设一档，无需专门的换档机构，绞车减速箱输入转速在02800r/min范围内可无级调速。（4）绞车主刹车为液压盘式刹车，配双刹车盘，刹车力矩大，工作安全可靠。（5）绞车取消了传统的辅助刹车机构，辅助刹车功能由主电机能耗制动实现。（6）绞车传动采用齿轮传动形式，齿轮采用大模数齿轮，齿轮及轴承润滑采用强制润滑方式。（7）绞车配置了自动送钻装置，由37kW交流变频电机及立式送钻减速机等实现。（8）绞车电机

8、、减速箱、滚筒轴及刹车系统等均安装在一个底座上，可构成一个独立的运输单元。（9）绞车的所有控制（电、气、液）均集中在司钻控制房内，操作方便、灵活。2主要电气设备（1）变频控制房2座 安装有：变频调速柜7套 柴油发电机控制柜5套(含电源柜一套)开关柜及MCC柜 6台 综合柜 1台 低压电源柜 1台（2）制动单元柜及制动电阻 1套（3）主变压器 1套（4）双制式空调 2套（5）交流插座盘 2套 6）配电柜 2套（7）智能化司钻控制台（8）安装在司钻控制房中，装有触摸屏、显示屏、显示仪表及操纵手柄、信号灯、开关等用于司钻监控及操作系统运行状况。（9）系统全套动力及控制电缆、通讯电缆。（10）现场标准

9、化电路(用户自备)（11）用于线路保护的全套电缆槽、镀锌管、密封件等。二、电传动系统的主要原理及功能 1电传动系统的主要原理及功能（1）交流变频控制系统 将交流电整流成直流电再逆变成频率可调的交流电对交流电机进行控制，实现对钻机绞车转盘和泥浆泵交流电机的速度、扭矩、制动、自动送钻等控制。系统采用PROFIBUS总线进行通讯传输。通过彩色触摸屏人机界面实现对系统的监视、自动故障诊断和控制操作。智能化远程司钻操作箱具有钻机操作和显示报警的全部功能。变频装置的工作原理及功能详见该产品制造厂商提供的使用说明书。（2）供电用电系统 由变压器、开关柜、MCC柜向钻机用电设备配电，主要内容包括：1）14#发

10、电机房用电 2）辅助发电机房用电 3）空压机用电 4）混合泵用电 5）灌注泵用电 6）除砂泵用电 7）剪切泵用电 8）液压大钳用电 9）补给泵用电 10）搅拌机用电 11）钻台区用电 12）固控区用电 13）水罐区用电 14）油罐区用电 15）防喷器用电 16）录井仪用电 17）固井用电 18）司钻房用电 19）送钻电机用电 20）生活区用电 21）照明用电 22）备用电源 23）备用软启动 2安装、试车、拆搬安装、试车、拆搬（1）安装 安装可分为以下几个步骤 1）待钻机底座、泥浆泵、固控系统、柴油发电机房等部件安装到位后，将二座变频传动控制房按总图位置放置好，注意控制房基础要牢固、平稳。2）

11、敷设和连接系统电缆，将电缆护槽摆放好，系统电缆主要包括：传动控制房(2座)的电源动力电缆、控制电缆。变频柴油发电机控制及机房动力电缆。7台变频电动机动力电缆、控制电缆。司钻操作台控制电缆、通讯电缆。空压机动力电缆。编码器传输信号电缆。井场标准化电路全套电缆。（2）试车）试车 试车前的准备工作 1）检查所有电气设备、电缆，确认安装全部可靠。对电气系统作运行前的检查，所有线路连接无误，开关接触及接地保护良好。2）检查所有开关应处于断开状态。3）按西门子变频控制柜使用说明书要求作好试车前的准备工作。试车按下述程序进行：1）按电源要求使柴油发电机组达到系统要求的并网电压和频率的额定值，并持续稳定工作。

12、2）合上相应的配电断路器、开关、检查断路器、开关以及电缆应运行正常。3）逐台启动钻机的各个电气设备，检查电机和控制柜应运行正常。4）合上照明开关，检查各处照明应运行正常。5）按变频控制柜试车步骤及司钻操作台功能调试逐项运行正常。6）对绞车能耗制动及自动送钻应个别调试检测其功能运行正常。（3）拆搬）拆搬 按以下步骤进行 1）拆搬前断开所有电气开关。2）从变频控制房端AC盘及侧面窗口拆开所有系统电缆。3）从设备连接处拆开所有系统电缆。4）将电缆整理好固定在电缆槽架中或合适的地方。5）拔开照明灯插头/插座，将系统各条电缆整理好。拆搬时的注意事项：1）拆开电缆前，一定要注意线路确实无电，绝不允许带电作业。2）井架、底座分解前，要先拆除井架、底座上的照明灯及电缆。3）所有电器设备搬迁时，应防止碰撞及内部进水等。4）防爆灯拆下时要注意安全放置，以防拆搬或运输当中玻璃破碎，损坏灯具。